讓地理核心素養在實驗中自然生成
——以“熱力環流”的教學為例

●南京市雨花臺中學 呂 璐

“熱力環流”是人教版普通高中課程標準實驗教科書地理必修1中的內容。這節課的內容要求為：運用示意圖等，說明熱力環流的原理，并解釋相關現象。示意圖是靜態的，如何讓課堂講授變得生動起來呢？熱力環流現象雖來源于生活，但是空氣的流動是看不見也摸不著的。如何讓學生直觀地體驗熱力環流現象呢？筆者認為，利用實驗，不僅可以讓學生在真實的情境中觀察和感悟地理現象，從而實現課程的內容要求，還可以讓學生在地理實踐活動中掌握自主、合作、探究的學習方式，培養學生的地理實踐力素養。

一、利用課中實驗，觀察和感悟熱力環流現象，實現課程要求

實驗是地理課程重要的學習方法，它能幫助我們更好地掌握熱力環流原理。

關于熱力環流，教材中的實驗是先將一盆熱水和一盆冰塊分別放置在玻璃缸的兩端，再用平整的膠合板或塑料薄膜將玻璃缸上部開口處蓋嚴，然后在膠合板或塑料薄膜的一側(裝冰塊的盆上方)開一個小洞，最后，將一束香點燃，放進小洞內。請同學們自己觀察煙霧在玻璃缸內是如何飄動的，并繪制出實驗示意圖。

學生觀察實驗所得：煙霧首先下沉，然后由冰塊所在一側向熱水一側飄動，并在熱水上方繼續向上流動，最后，在玻璃缸頂部由熱水所在一側向冰塊所在的一側流動，從而在玻璃缸中形成順時針流動。

這個實驗有一個極大的好處，就是煙霧是可以被看見的，而不像現實生活中的一些熱力環流現象，如海陸風、城市與郊區之間的熱力環流，還有山谷風，都是看不見的。所以，這個實驗不僅活躍了課堂氣氛，還讓原本靜止的示意圖動了起來。學生通過直接觀察和體驗，理解了氣溫與垂直氣流運動的關系，也真正理解了空氣受熱膨脹上升、冷卻收縮下沉的道理，從而掌握了熱力環流原理。

二、利用課后實驗，探索熱力環流在生活中的應用，培養地理實踐力素養

普通高中地理課程標準指出，地理課程的基本理念之一是創新培養地理學科核心素養的方式。該理念認為，根據學生地理學科核心素養形成過程的特點，科學設計地理教學過程，引導學生通過自主、合作、探究等學習方式，在自然、社會等真實情境中開展豐富多樣的地理實踐活動。

在講授完熱力環流原理后，筆者給學生介紹了一個生活小竅門，并提出疑問。切洋蔥的時候，洋蔥中的“大蒜素”會散發出來，刺激人的眼睛，產生流淚現象。有人說，在案板旁邊點燃幾根蠟燭，再切洋蔥就不會流淚了。那么，“點蠟燭切洋蔥不易流淚”這樣的生活小竅門是真的嗎？

于是，筆者安排學生在課后分小組進行對比實驗——切洋蔥不點蠟燭VS切洋蔥點蠟燭的不同感受，并且對實驗過程進行記錄，觀察現象得出實驗報告，最后畫出實驗原理示意圖。

以下為一組同學的實驗報告。

1.實驗準備。

洋蔥2個，蠟燭1支，菜刀1把，砧板1塊，火柴1盒。

2.實驗步驟。

(1)直接切洋蔥。把洋蔥放在砧板上，切片。觀察(感受)口鼻和眼睛狀況。

(2)完成后，洗臉，洗凈菜刀和砧板，休息半小時。

(3)點蠟燭切洋蔥。點燃蠟燭放到砧板前方，把洋蔥切片。觀察(感受)口鼻和眼睛狀況。

3.實驗結果。

(1)直接切洋蔥。鼻子聞到刺激性氣味，眼睛受到刺激，流眼淚。

(2)點蠟燭切洋蔥。鼻子也能聞到刺激性氣味，但不強烈，眼睛有微微的刺激感覺，但不至于流眼淚。

4.實驗分析。

(1)直接切洋蔥。洋蔥細胞被切破，刺激性液體揮發。這樣，鼻子就能聞到，眼睛會被刺激流淚。

(2)點蠟燭切洋蔥。洋蔥細胞被切破，刺激性液體揮發，但蠟燭點燃后上方空氣變熱變輕，空氣會往上方移動，洋蔥所在一側溫度較低，刺激性氣體不會向上揮發，所以人體感覺不是很強烈。

通過此次實驗，學生更深刻地理解了熱力環流原理，成功地尋找到生活小竅門所蘊含的地理知識，解釋了生活中的地理現象。同時，也讓學生感受到地理知識是來源于生活，且運用于生活的。

兩個實驗激發了學生學習地理的動力，在實驗的過程中也鍛煉了學生的動手能力以及繪制實驗原理示意圖的能力。

注：本文系南京市“十三五”規劃課題《開發本土學習資源聚焦高中地理實踐力的校本研究》(課題編號L/2016/293)的研究成果。